新工藝　新技術　新思路
——訪上海麥迅機床工具技術有限公司總經理薛俊倫

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新工藝新技術新思路
——訪上海麥迅機床工具技術有限公司總經理薛俊倫

本刊記者/Reporter 高 揚/GAO Yang

近日，北京航空航天大學機械工程及自動化學院劉強教授關于“工業4.0”的“三不理論”風靡業內：“不要在落后的工藝基礎上搞自動化，不要在落后的管理基礎上搞信息化，不要在不具備數字化網絡化基礎時搞智能化。”上海麥迅機床工具技術有限公司(以下簡稱“麥訊機床”)總經理薛俊倫就非常贊成這個觀點。DMC2016期間，薛總就其對自動化的認識與筆者做了分享。他認為自動化在“工業4.0”和《中國制造2025》中只是一部分但并不是重點，重點是采用新工藝、新技術、新思路來建立智能制造的基礎。

麥迅機床已成立十多年，一直致力于對精密制造領域內的新工藝、新技術的研究，并在公司成立初期就定下了柔性、簡單、精準、高效、環保的發展理念。其主營業務是給客戶提供從工藝、裝夾、加工、測量、自動化及定制SMES的技術平臺(智能柔性制造生產執行系統平臺)。而今，麥迅機床研發出的重復定位裝置，不僅具有完全自主知識產權(發明專利200910196444.6、200810039898.8和201110122392.5)，其精度亦達到國際水平。麥迅機床還創建并實現了具有完全自主知識產權的四大平臺技術:新工藝制造平臺、過程控制平臺、自動化運動平臺、智能柔性制造生產執行系統平臺。結合公司的這些新工藝、新技術以及新思路，薛總介紹了自動化轉型的經驗。正如我們國家的“中國夢”可以惠及更多人一樣，他也希望，能為一些向自動化轉型的企業帶來幫助。

上海麥訊機床工具技術有限公司總經理薛俊倫

新工藝制造平臺技術(單一數據源柔性制造裝備平臺的工具系統)

薛總認為，現在所用的都是傳統的加工工藝，如果沒有新工藝去替代，接下來技術的發展會遇到瓶頸。為此，需要建設一個能實現把機床(包括測量、磨削、車、銑、數控加工等)作為點相連接，工具在這些連接線上面有序順暢運轉的新平臺，也就是新工藝制造平臺。“工業4.0”和《中國制造2025》的實施中，最重要的就是用新工藝組成唯一數據源，這是關鍵基礎。只有將新工藝的要素柔性、簡單、精準、高效、環保等內容落實到位，才能生成自動化生產的邏輯，自動化才能貢獻出效率。薛總引用了北京航空航天大學范玉青教授的一句話：“不能實現產品的唯一數據源，乃是數字化的癌癥。”薛總認為在生產時要做到制造過程中的設計基準、工藝基準、檢測基準統一才能實現單一數據源。但要這三個基準的統一需要一種柔性的工藝裝備來解決，這種柔性的工藝裝備需具備幾個特點：具有重復定位功能，重復精度在0.002 mm以內；其定位模塊能安裝在任何機床上，定位托板可通過過渡板能安裝任何零件；具有唯一坐標點的功能(提供唯一數據源)；具有SMES(生產執行軟件)使用中的RFID芯片技術的數據傳輸功能；在自動化運動控制的使用過程中，能安全、可靠地提供傳感器的控制信號、安全信號，識別信號的功能；具有提供化繁為簡的工藝創新的標準模式，能夠做到工藝復合、工序復合；能夠組合使用，在功能不變的情況下，組合成4 m×6 m或者更大的柔性制造平臺。

薛總介紹，麥訊機床已經通過重復定位裝置實現了新工藝制造平臺技術，并且具備以上單一數據源柔性制造裝備平臺的所有特點。新工藝制造平臺技術是高精加工的基礎，更是自動化實現不可或缺的重要平臺。

過程控制平臺技術

唯一數據源柔性制造裝備平臺是精度保障的基礎，但這還不夠，過程控制平臺對零件加工精度、效率等影響也不可忽視。薛總介紹為方便快速調用加工數據，他們運用RFID芯片技術在零部件制造過程中，通過三坐標等測量儀器，將生產要素集成后自動與該零件的RFID芯片捆綁在一起，并自動傳輸給SMES系統(生產執行軟件)。為保障精度在生產過程質量控制中，通過三坐標等其他測量設備對每一個零部件的尺寸、位置偏差、刀具的磨損、破損進行控制及補償，從而保證每道加工都符合圖紙要求。SMES自動運算后將調整后的補償值直接傳輸到加工機床的首頁面進行補償加工。做到了在制造過程中的設計基準、工藝基準、測量基準的統一，并將唯一數據鏈管理、整理，隨后將整理后的數據傳至數控機床執行。在整個精密加工的過程中無需人員的幫助，生產出按圖紙要求的零部件。薛總稱麥訊機床已解決了海德漢、西門子、發那科、發格等控制系統數據轉換后處理的通信技術，同時解決了部分品牌的三坐標、電火花、線切割機床、數控磨床的數據轉換后處理通信技術。目前，麥訊機床正努力調試新研發的產品——后處理編寫模塊，預計在幾個月內完成。如此一來，不再受制于人——解決了后處理通訊技術為自動化生產打下了基礎。

柔性制造自動化運動控制平臺技術

零件的自動化生產過程中工藝的變化等導致零件的運動不可避免，這里的自動化運動控制不是簡單的從A到B，這個過程中涉及到許多技術細節。薛總介紹了麥訊機床對此所做的一些工作：研制了自動化運動控制與數控機床、三坐標、物料架、載板托盤、清洗機、清潔等的邏輯控制，以及整個運動過程中對周邊設備的邏輯控制；研發了標準化集成電路以及各個工藝環節中的傳感器，如RFID數字掃描裝置、物料架、工件準備站、清洗機、機床自動門控制、零件裝夾牢可靠性的傳感器、零件在卡盤內鎖緊力的傳感器、整條自動化線體內所有的傳感器、零件在加工前的防撞軟件的運行傳感器、零件在測量過程中的定位傳感器、三坐標測針的防撞傳感器、AGV小車搬運零件托板的位置傳感器、機器人針對不同托盤搬運的換爪的傳感器等。以上的這些控制任務都是由自動化運動系統來監測、判斷、執行完成的。

SMES給柔性生產單元下達生產指令并提供有關的數據，機器人的服務器智能、及時地安排SMES下達任務，控制柔性單元內的所有運動，并且正確地完成任務。這對機器人的服務器提出了很高的要求，機器人的服務器不僅要控制自身的6根軸，還要控制線體內的16根數控軸和無數個控制點位。這些任務針對中低端的機器人服務器的性能是有局限的，所以這是自動化運動控制無法選用中低端的機器人的緣故。

智能柔性制造生產執行系統平臺(SMES軟件)

以上的平臺技術以及參與到生產過程中設備和人員只有準確、有序地管理起來，并能結合工序有效執行，最終才能實現的自動化。國外的自動化是做單元，有一定的局限性，并不完全適用于整個工廠的整體管理。薛總說，為此他們結合智能柔性制造生產需要研制了SMES軟件，該軟件的研發思路完全與ISO9001國標質量體系相吻合，并將歐美的柔性制造單元(FMC)的優點結合起來。SMES軟件是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統。為企業提供包括制造數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、工作中心/設備管理、工具工裝管理等管理模塊，為企業打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協同管理平臺。

SMES軟件主要分為以下幾個部分：系統管理、機床管理、工具管理、載板信息、工序管理、工件管理、項目管理。

服務航天 做推動自動化的踐行者

在隨后的參觀過程中薛總將各個平臺協同運作的過程進行了詳細的解釋。其中一條正在生產德國訂單的無人生產線吸引了筆者，這條生產線上有多種工序，機器人、機床、檢測儀器等設備由SMES系統統一控制有條不紊地進行各種操作。薛總自豪地介紹，麥迅機床目前已能提供小批量多品種的柔性生產線，曾為航天科技集團9院13所提供過該類生產線。2016年4 月13日央視十套《大家》欄目《中科院院士王巍神奇的慣性世界》視頻中所展示的多品種、小批量精磨零件共線生產的無人自動化生產線的工藝研發和自動化構架及組裝都是由麥迅機床實施完成的，還包含有關技術人員的培訓。

說到人員培訓，薛總說：“智能制造‘工業4.0’和《中國制造2025》是今后若干年的主題，關鍵是制造出能使用新的工具系統作平臺，在此平臺上研發出新工藝，但現在缺乏這方面的人才。”麥迅機床已與上海東華大學聯合開發新技術的教材，同時編寫新技術、新工藝的標準，讓他們學到最新最實用的技術，相信不用多久便可用新教材培養新一代工藝技術人員。薛總希望努力通過各種形式的知識經驗分享，為“工業4.0”和《中國制造2025》做出應有的貢獻。

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